استاندارد فسفاته ایزو
مقدمه :
پوششهای تبادلی فسفاته روی فلزات آهنی ، آلومینیوم ، روی و آلیاژهای آن (شامل روی ، صفحات استیل آلیاژ شده با روی ، کادمیوم و آلیاژهای آن ) به عنوان پوشش پایانی یا به عنوان پوشش زیر لایه برای دیگر پوششها ، اعمال میشود .
اهمیت این پوشش ها به خاطر:
$11- مقاومت به خوردگی جزیی
$12- بهبود چسبندگی در رنگها و دیگر پوششهای آلی
$13- تسهیل فرآیند فرم دهی سرد مانند : کشش سیم ، کشش لوله و اکستروژن
$14- بهبود خواص اصطکاک سطح به منظور تسهیل سایش
پوششهای تبادلی فسفاته به وسیله ی عملیات پوشش دهی محلولی تولید میشوند ، ترکیب اصلی این محلولها دی هیدروژن اورتوفسفات میباشد . این پوششها اساسا بر روی فلزات پایه آهن ، آلومینیوم ، روی و کادمیوم با تفاوت در جرم واحد سطح و دانسیته ظاهری ، بسته به :
$11- ساختار ماده و شرایط سطحی ترکیبات
$12- عملیات مکانیکی و شیمیایی مرحله ی قبل از پوشش دهی ترکیبات
$13- شرایط عملیاتی فسفاته
، اعمال میشوند.
تمامی پوششهای تبادلی فسفاته کمابیش متخلخل هستند اما میتوانند به وسیله ی فرایندهای سیل کاری آب بندی شوند.
پوششهای فلزی و غیر آلی دیگر : پوششهای تبادلی فسفاته فلزات
هشدار : این استاندارد بین المللی شاید در برخی از کشورها و نظام نامه های سلامت ، ایمنی و محیط زیست قابل استناد نباشد و استفاده از برخی مواد و روشها موجب آسیب به سلامتی میشود اگر روشهای ایمنی در آن اتخاذ نگردد. این استاندارد بین المللی نظامنامه های ایمنی ، سلامتی و محیط زیست را که بتوان با این استاندارد به کار برد مشخص نکرده است. این مورد جز مسئولیتهای تولیدکننده ، خریدار ، یا افرادی که از این استاندارد استفاده میکنند ، است که تمرینات پذیرفته شده مناسب سلامتی و ایمنی و محیط زیست را که سازگار با قوانین و نظام نامه های ملی و ناحیه ای و بین المللی است را تدوین کند.
$11) چشم انداز :
این استاندارد بین المللی به طور ویژه برای پوشش دهی فلزات پایه آهن ، آلومینیوم ، روی ، کادمیوم و آلیاژهای آنها ، به منظور تولید پوششهای فسفاته معدنی مورد نیاز است که در آن تمایل به استفاده در فرایندهای متوالی به منظور حفاظت از خوردگی فلز پایه و فراهم آوری خواص ضد سایش برای سطوح سایشی ، چسبندگی پوششهای آلی و تسهیل فرایند شکل دهی سرد مورد استفاده قرار میگیرد.
$12) مراجع اصلی :
مراجع زیر مستقلا برای کاربرد این سند مورد استفاده قرار گرفته است.
برای مراجع به روز فقط بخش ویرایش شده به کار رفته است .برای مراجع قدیمی آخرین ویرایش از سند مرجع (شامل همه تصحیحات) به کار رفته است.
ISO 1463, Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method
ISO 2064, Metallic and other inorganic coatings — Definitions and conventions concerning the measurement of thickness
ISO 2080, Metallic and other inorganic coatings — Surface treatment, metallic and other inorganic coatings — Vocabulary
ISO 2819, Metallic coatings on metallic substrates — Electrodeposited and chemically deposited coatings — Review of methods available for testing adhesion
ISO 2859 (all parts), Sampling procedures for inspection by attributes
ISO 3892, Conversion coatings on metallic materials — Determination of coating mass per unit area — Gravimetric methods
ISO 4519, Electrodeposited metallic coatings and related finishes — Sampling procedures for inspection by attributes
ISO 9587, Metallic and other inorganic coatings — Pretreatment of iron or steel to reduce the risk of hydrogen embrittlement
ISO 9588, Metallic and other inorganic coatings — Post-coating treatments of iron or steel to reduce the risk of hydrogen embrittlement
ISO 15724,Metallic and other inorganic coatings — Electrochemical measurement of diffusible hydrogen in steels — Barnacle electrode method
ISO 27831-1, Metallic and other inorganic coatings — Cleaning and preparation of metal surfaces — Part 1: Ferrous metals and alloys
ISO 27831-2, Metallic and other inorganic coatings — Cleaning and preparation of metal surfaces — Part 2: Non-ferrous metals and alloys
$13) عبارات و تعاریف :
برای استفاده از این سند، عبارات و تعاریف در استانداردهای ایزو 1463 ، ایزو 2064 ، ایزو 2080 ، ایزو 2819 ، ایزو 9587 و ایزو 9588 و ضمیمه های این استاندارد ها مورد استفاده قرار میگیرد.
3.1) اسید آزاد محلولهای فسفاته :
تعداد میلی لیتر های محلول سدیم هیدروکسید 0.4% جرمی مورد نیاز برای خنثی سازی 10 میلی لیتر از محلول فسفاته درpH =4 با استفاده از متیل اورانژ یا سیستم شناساگر معادل
3.2) درجه :
اندازه گیری اسید کل محلول فسفاته : تعداد میلی لیتر های محلول سدیم هیدروکسید 0.4% جرمی مورد نیاز برای خنثی سازی 10 میلی لیتر از محلول فسفاته درpH =10 با استفاده از فنل فتالئین به عنوان شناساگر
3.3) فرآیند های همراه با شتابدهنده :
فرآیندی که در آن محلول فرایند از نوع فسفاته فلز / اسید فسفریک است و همچنین حاوی افزودنیهای اکسید کننده مانند نیترو گوانیدین، نیترات، نیتریت یا کلرات است که سرعت تشکیل پوشش را شتاب میدهند.
3.4)فرآیندهای بدون شتابدهنده:
فرآیندی که در آن محلول فرایند از نوع فسفاته فلز / اسید فسفریک بدون هر گونه عامل شتابدهنده است.
3.5) سیل کردن :
استفاده کردن از پوشش تکمیلی بر روی سطح فسفاته شده بلافاصله پس از فسفاته کاری ، شستشو و خشک کردن ، برای تشکیل یک سیستم روانکاری یا لایه ی کاملا محافظ.
3.6) پوشش تکمیلی :
ماده پوشاننده ، معمولا از نوع مواد آلی طبیعی مانند : روغن، گریس،لاک، جلادهنده، رنگ یا روانکار جامد ؟ خشک
$14) اطلاعاتی که باید توسط مشتری به آبکار ارائه شود
4.1) اطلاعات ضروری :
((هنگامیکه قطعه مورد نظر قرار باشد طبق این استاندارد ملی فسفاته شود ، خریدار باید اطلاعات زیر را به صورت مکتوب به صورت قرارداد ، سفارش خرید یا نقشه مهندسی ارایه دهد.)) مطابق استاندارد های قبلی
الف) اشاره به شماره این استاندارد ملی ----- و شناسه گذاری قطعه ( به بند 5 مراجعه شود )
ب) به ترکیب اسمی ، ویژگیها ، ماهیت و شرایط متالورژیکی فلز پایه ، در صورتیکه بر شرایط کاری و ظاهر پوشش تاثیر داشته باشد .
ج) مشخص کردن سطوح مهم از طریق علامتگذاری بر روی نقشه یا علامتگذاری مناسب بر روی نمونه ها
د) کد طبقه بندی پوشش (5.4را ببینید)
ه)جرم واحد سطح پوشش یا ضخامت پوشش ،محدوده ی تغییرات قابل قبول آنها و روش آزمون مربوطه (6.4را ببینید)
و)استحکام کششی قطعات و همچنین الزمات عملیات حرارتی قبل یا بعد از از عملیات فسفاته (6.5 و 6.6 را ببینید)
ز)آماده سازی سطح مورد نیاز قبل از پوشش تبدیلی فسفاته (6.1 را ببینید)
ح) ظاهر سطح (6.1 را ببینید)
ط) الزامات و نوع عملیات تکمیلی آن مانند رنگ کردن ، روغن کاری، گریس، پوششهای آلی و غیره (6.7 را ببینید)
ی) الزامات آزمون ارزیابی کیفی به منظور کنترل کیفیت و پیوستگی پوشش ، روش آزمون و حداقل زمان قرار گرفتن نمونه در شرایط آزمون(6.9 را ببینید)
ک) روشهای نمونه برداری ، حدود پذیرش و یا سایرالزمات بازرسی (عبارت7 را ببینید)
4.2)اطلاعات اضافی:
همچنین اطلاعات اضافی زیر باید توسط خریدار در صورت نیاز فراهم شود:
الف) برای قطعات شکاف دار، فرایند فسفاته و یا ماهیت شتابدهنده مورد استفاده
ب) برای فولادهای استحکام بالا، الزامات فرایندهای ویژه با جزییات
ج) خواص پوشش مانند مشخصات سطح و اندازه کریستال
د) هر الزام دیگری مانند: فرایند شستشوی مرحله ای سرریز دار و یا حذف پوشش تکمیلی قبل از آزمون خوردگی نمونه ها. (6.3.1 و 6.8 و 6.9 و پیوست "و" را ببینید)
$15) نمادگذاری :
5.1) کلیات:
نمادگذاری باید روی نقشه های مهندسی، سفارش خرید ،در قرارداد یا در مشخصات دقیق محصول نمایان باشد.
نمادگذاری به ترتیب ، فلز پایه ،نوع آلیاژ (اختیاری)، الزامات تنش زدایی، ضخامت (یا جرم) و ترکیب پوشش فسفاته، عملیات حرارتی برای کاهش تردی هیدروژن و عملیات تکمیلی دیگر.
5.2) ویژگیهای شناسه گذاری :
شناسه گذاری پوشش فلز پایه و انواع و ضخامت پوشش مناسب برای هر شرایطی از کاری مشخص میشود و شامل موارد زیر است:
الف) عبارت "پوشش تبدیلی فسفاته" ، شماره استاندارد ملیINSO000 به دنبال ان با "-" مشخص میشود.
ب) نماد شیمیایی فلز پایه (یا فلز اصلی در آلیاژ ) به دنبال آن خط مورب (/) مشخص میشود
-Fe برای آهن یا فولاد
-Zn برای روی یا آلیاژهای روی
- Al برای آلومینیوم و آلیاژهای آن
- Cd برای کادمیوم
ج) در صورت لزوم شناسهSR (به بند 5.3 مراجعه کنید) به همراه خط مورب (/) می آید.
د) نمادی که نوع پوشش را مشخص میکند
ه) عددی که جرم پوشش واحد سطح را بر حسب گرم بر متر مربع مشخص میکند و به دنبال خط مورب می آید.
و) نمادی که نوع پوشش تکمیلی لایه ی فسفاته را مشخص میکند، به همراه یک خط مورب می آید.( به جدول و .1 مراجعه کنید)
ز) شناسهER (به بند 5.3 مراجعه کنید) در صورت لزوم به همراه خط مورب بیاید.
ح) نمادی که هرعملیات اضافی برای پوشش مکمل لایه ی فسفاته را مشخص میکند.
خط مورب(/) برای جدا کردن داده های هر زمینه ،در نمادگذاری که مرتبط با مراحل متوالی مختلف فرایند است، مورد استفاده قرار میگیرد. دو فاصله یا دو خط مورب نشان میدهد که در فرایند یا نیازی به مرحله ای نبوده یا حذف شده است.قبلا داشته ایم اصلاح شود
اگر علاوه بر سیل کاری عملیات تکمیلی دیگری انجام شود شناسه باید به صورتFe/ZnMeph25/X/Y باشد که در آنZnMeph نشاندهنده ی فسفاته فلزی، روی به عنوان فلز اصلی فسفاته دوکاتیونی،Me فلز دوم وphنماد فسفاته، جرم پوشش بر واحد سطح 25 گرم بر متر مربع وX وY شناسه پوشش تکمیلی میباشد که در جدول و.1 ارائه شده است .
توصیه میشود که آلیاژ مشخص به نماد نماد استانداردش که به دنبال آن علامت شیمیایی فلز پایه می آید ، مشخص شود برای مثال عددUNS (سیستم شمارگذاری یکپارچه برای آلیاژها) آن یا اکی والان ملی یا منطقه ای میتواند بین دو علامت <> قرار گیرد. برای مثالFe<G43400> نمادUNS برای یک فولاد استحکام بالا است. (به مرجع [6] در مراجع مراجعه شود).قبلا داشته ایم کپی میشود
5.3) الزامات شناسه گذاری عملیات حرارتی:
الزامات عملیات حرارتی باید در کروشه و به صورت زیر آورده شود:
الف) حروفSR برای عملیات حرارتی تنش زدایی قبل از آبکاری و حروفER برای عملیات رفع تردی هیدروژنی پس ازآبکاری.
ب) در پرانتز حداقل دما برحسب سانتی گراد .
ج) مدت زمان عملیات حرارتی بر حسب ساعت
برای مثال شناسه؟؟؟؟ [SR(210)1] عملیات حرارتی تنش زدایی در 210 درجه ی سانتی گراد به مدت 1 ساعت.
مثال 1 شناسه پوششی از نوع فسفات روی (کلاسII) که بر روی آهن یا فولاد با جرم واحد سطح 5گرم بر متر مربع و عملیات ثانویه آب بندی با ترکیبات معدنی (T2) و پوشش آلی یا مواد جلادهنده (T1)
پوشش تبدیلی فسفاته (شماره استاندارد ملی مربوطه)
مثال 2 شناسه پوشش 5 گرم بر متر مربع فسفاته روی، بر روی آهن یا فولاد (Fe) که قبل از فسفاته به مدت 3 ساعت در دمای 200 درجه ی سانتی گراد تنش زدایی شده و برای کاهش تردی هیدروژنی بعد از فسفاته به مدت 8 ساعت در دمای 190 درجه ی سانتی گراد [ER(190)8] عملیات حرارتی و عملیات تکمیلی آب بندی با ترکیبات معدنی (T2) و پوشش با ترکیبات آلی (T1) شده است.
پوشش تبدیلی فسفاته بر اساسISO 9717–Fe/SR(200)3/ZnpH5/T2/T1
5.4) طبقه بندی پوششها تبادلی فسفاته
طبقه بندی پوششها تبادلی فسفاته برای اجزائ فولادی توسط خریدار، برای مشخص شدن درجه ی محافظت لازم یا جایی که اجزا در حین مونتاژ بعدی تغییر شکل میدهند پس از کار عملیات مکمل، مورد استفاده قرار میگیرد.
$1I) بیشترین محافظت خوردگی (بزرگتر مساوی 7.5 گرم بر متر مربع)
پوششی که اساسا شامل فسفاته غیر آلی منگنز یا آهن است و جرم آن بزرگتر مساوی 7.5 گرم بر متر مربع است و با استفاده از شتابدهنده نوع غوطه وری خاص یا فرایند بدون شتابدهنده تولید میشو . این دسته هنگامیکه پوشش مکمل سیل کاری با روغن یا گریس شده باشد و بیشترین مقاومت به خوردگی (مقاومت به سایش) مطلوب باشد، مورد استفاده قرار میگیرد.استفاده از این پوشش در زیر پوششهای آلی، با جلا دهنده ها و لاکها روی قطعات تخت با ضخامت کمتر از 1 میلی متر توصیه نمیشود.
$1II) هدف حفاظت عمومی (بزرگتر مساوی 4.5 گرم بر متر مربع)
پوششی که اساسا شامل فسفاته غیر آلی روی است و جرم آن بزرگتر مساوی 4.5 گرم بر متر مربع است و با استفاده از شتابدهنده نوع غوطه وری خاص تولید میشود. این دسته از پوشش به منظور اهداف حفاظت عمومی به عنوان زیر لایه پوششهای آلی مورد استفاده قرار میگیرد که ممکن است پوششهای دسته یI به جای پوششهای دسته II به جز قطعات صفحه ای نازک به کار گرفته شوند.
$1III) فرایند قطعات فولادی صفحه ای نازک (1.5 تا 4.5 گرم بر متر مربع)
پوششی که اساسا شامل فسفاته غیر آلی روی یا آهن است و جرم آن در محدوده 1.5 تا 4.5 گرم بر متر مربع است. این پوشش معمولا با استفاده از سیستم پاشش به همراه انواع شتابدهنده تولید میشود. این دسته معمولا برای عملیات روی قطعات فولادی صفحه ای به عنوان زیر لایه برای پوشش های آلی ، جلا دهنده یا لاک به منظور میزان حفاظت بالا مورد استفاده قرار میگیرد.
$1IV) برای تشکیل پوشش زیرلایه ی پوششهای آلی یا لاک (0.2 تا 1.5 گرم بر متر مربع)
پوششی که اساسا شامل فسفاته غیر آلی روی یا آهن است و جرم آن در محدوده 0.2 تا 1.5 گرم بر متر مربع است. این دسته از پوششها برای قطعاتی که برای کاربردهای خاص پس از اعمال پوششهای آلی جلادهنده یا لاک باید تغییر شکل بیابد ، مورد استفاده قرار میگیرد.
پوششهای دیگری شامل فسفاته روی تصحیح شده با آهن یا نیکل و یا منگنز وجود دارند. فلز تصحیح کننده معمولا به صورت نمک دوتایی مانندZn2Me(PO)4. 4H2O موجود است کهMeدر آنFe(II) ،Ni یاMn را نشان میدهد. اگر روی، فلز اصلی ساختار پوشش باشد به منظور جلوگیری از سردرگمی با نماد مجزا نمایش داده نمیشود ، فلز قطعه پایه نیز در ساختار پوشش تبادلی شرکت میکند.
$16) الزامات
6.1) آماده سازی سطح
تمام موارد باید طبق استانداردISO 27831-1 یاISO 27831-2 برای تولید یک سطح تمیز از نظر شیمیایی آماده شده باشد. در غیر این صورت باید توسط خریدار مشخص گردد. مواردی با خمها ، درز یا شکاف به توجه ویژه برای اطمینان از حذف روغن ، گریس یا دیگر مواد خارجی نیازمندند. روش زدودن چربی از قطعه باید با توجه اثر آن روی خواص قطعه و تشکیل پوشش فسفاته با کیفیت مطلوب، انتخاب گردد .
پس از تمیزکاری قلیایی یا اسیدی ، قطعات باید توسط آب گرم یا سرد به منظور حذف باقیمانده مواد تمیزکننده که ممکن است روی کیفیت پوشش یا کارایی محلول فسفاته اثرگذار باشند ، شسته شوند. زمانی که از محلولهای اسیدشویی حاوی عوامل ترکننده یا بازدارنده جهت اسیدشویی استفاده میشود، بهتراست به منظور زدودن فیلمهای جذب شده قطعات در محلولهای اسیدی بدون عوامل ترکننده و بازدارنده، یا محلول قلیایی غوطه ورگردد.
روشهای آماده سازیاسیدی یا قلیایی قوی هر دو میتوانند منجر به تشکیل پوشش فسفاته با کریستالهای زبر (درشت) با کیفیت پایین شوند. ممکن است ازعملیات تکمیلی آماده سازی[1] به منظور جلوگیری از ایجاد پوشش زبر استفاده شود. عملیات تکمیلی آماده سازی به منظور حذف تمامی مقادیر جزیی ضایعات باقیمانده محلول اسید یا قلیایی مورد استفاده قرار میگیرد به طور مثال یک محلول قلیایی متوسط می تواند مقادیرجزیی باقیمانده اسید و یک محلول اسیدی متوسط ، تمام باقیمانده محلول های قلیایی را میتواند حذف کند(4-1.ز را ببینید)
به منظور ایجاد یک سطح مطلوب برای تشکیلپوشش با دانه های زیر معمولا یک مرحله (فعال سازی) قبل از فسفاته بدون شستشوی بعدی استفاده میشود.مواد بر پایه ی نمکهای تیتانیوم نیز مورد استفاده قرار میگیرند و از منابع مختلف قابل دسترسند . همچنین میتوان از این ترکیبات در تمیزکنندهای قلیایی ملایم بصورت پاششی استفاده کرد که درا ین صورت نیاز به محلول جداگانه فعال کننده نمیباشد اما در این حالت شستشوی قبل از فسفاته ضروری است.
6.2) پوشش تبادلی فسفاته
فقط فرایندهایی که از نظر این استاندارد بین المللی دارای صلاحیت هستند باید مورد استفاده قرار گیرند .
مواد ترکیبی ساخته شده آهنی وغیر آهنی ( مانندAl , Mg , Ni ) باید قبل از سرهم کردن (Assembly) قطعات آنها، فسفاته شوند . این موارد میتوانند فسفاته روی شوند و وان باید برای این نوع کاربرد تصحیح شود . استثنائات شامل مواد ترکیبی ازجمله مواد با پایه روی یا با پایه مس (مواد با پایه مس نباید بیش از 10% سطح کلی را تشکیل دهد) است و اتصالات تحت نفوذ محلول فسفاته قرار میگیرند.
برای فولاد استحکام بالا و استحکام کششی بزرگتر مساوی 1000 مگاپاسکال فرایند همراه با شتابدهنده معمول بدون حضور مس استفاده میشود . به طور معمول از فولاد برای ساخت سیستم استفاده میشود و باید دقت شود که از مواد نا مناسب ذر ساختار سیستم استفاده نشود . مانند مبدل گرمایی ،مسی یا برنجی، که ممکن است محلول فسفاته را آلوده کنند و اثر بدی روی پوشش فسفاته نیز بگذارند.
لایه فسفاتهباید از نظر ظاهر یکنواخت و مات باشد و هرگونه روزنه، مناطق بدون پوشش ، خراشیدگی، باقیمانده های سفید و پودری وجود نداشته باشد . تفاوت بین رنگ یا سایه در مناطق مختلف یا از یک قطعه به دیگری ، دلیلی برای رد قطعه نیست . تغییرات کوچکی که در ظاهر فسفاته ایجاد شده ، به طور مثال به وسیله ی تغییر در مواد پایه یا تماس با قلاب ها در فرآیند فسفاته کاری معمول هستند و معمولا مشخص کننده تغییرات مهم در عملکرد نیستند.
روش کاربرد و تعیین مشخصه های پوشش تبادلی فسفاته در پیوست الف داده شده است.
6.3) فرایند های پس از فسفاته:
پس از فسفاته، اگر مشخص شده باشد، به صورت زیر قطعات شسته ، رنگ و خشک میشوند.
6.3.1) شستشو
پس از فسفاته، شستشوی کامل با آب به منظور حذف نمکهای محلول که تمایل به ایجاد تاول در زیر پوشش رنگ دارند انجام میگیرد. قطعات به ویژه قطعات شکاف دار، خم دار، درزدار که در عملیات فسفاته کاری همراه با شتابدهنده قرار گرفته اند، باید به صورت زیر شستشو شوند.
الف) پس از فرایند فسفاته با شتابدهنده قطعات باید کاملا شسته شوند، ابتدا در آب سرد جاری و سپس در آب داغ با دمای حداقل 75 درجه ی سانتی گراد ودر آخر با محلول رقیق کرومیک که در زیر تشریح شده است شسته شوند. رسوبات شیمیایی ایجاد شده در آب به وسیله ی یک جریان آب با بازدهی مناسب در شستشوی آب سرد و با تعویض دوره ای آب گرم حذف میشوند. اسیدیته آب گرم نباید در آزمون با محلول سدیم هیدروکسید معادل با استفاده ازpHمتر کالیبره شده مناسب یا روش مناسب دیگر بیش از 0.75 میلی لیتر یا 0.4% وزنی باشد.
فرایندهای جایگزین شستشوی کرومیک اسید مانند سیستم های بر پایه سیلان اسید ممکن است به منظور کنترل مناسب و کارای فرایند مورد استفاده قرار گیرند.
ب) پس از فرایند بدون شتابدهنده قطعات در آب سرد جاری شسته و سپس در آب گرم (حداقل 65 درجه ی سانتی گراد ) یا در محلول رقیق داغ کرومیک (حداقل 65 درجه ی سانتی گراد ) شسته میشوند .
محلول شستشوی کرومیک به طور معمول شامل 15 تا 50 گرم اسید کرومیک یا کروماته فلزات قلیایی یا دی کرومات فلزات قلیایی یا مخلوطی هم ارز از اسید کرومیک و اسید فسفریک در صد لیتر آب است . غلظت بالاتر از مقداری که ذکر شده ، روی سطوح تماسی یا اجزای خطرناک مورد استفاده قرار نمیگیرد ، در دیگر موارد که نمیتوان از پوششهای آلی استفاده کرد غلظت بالاتر اسید کرومیک ، کرومات یا دی کرومات شاید بیش از 500 گرم در صد لیتر آب مورد استفاده قرار گیرد ،که این غلظت ها نتایج سودمند کلی در بر دارند .
(!) هشدار : تماسهای دستی متوالی با قطعاتی که به وسیله ی محلول کرومیک شستشو شده اند برای سلامتی زیانبار است.
ج) آبهای شستشوی گرم یا سرد که در فرایندهای با شتاب دهنده و بدون شتاب دهنده مورد استفاده قرار میگیرد نباید محتوی کلریدی که به صورت یون کلرید محاسبه میشود و روش آن در پیوست "ب" توصیف شده است ، بیش از نیم گرم بر لیتر باشد.
6.3.2) رنگ کردن
قطعاتی که باید رنگ شوند باید به وسیله ی رنگدانه های محلول در آب در این مرحله رنگ آمیزی شوند (4.1.ی را ببینید) رنگ آمیزی با رنگهای ملایم(smooth) باید پش از خشک کردن انجام گیرد .
6.3.3) خشک کردن
قطعات پس از شستشوی کامل خشک می شوند ، خشک کردن سریع نیز به ویژه برای قطعات دارای درز ، شکاف ، و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.
6.3.4) شناسایی نوع پوشش تبادلی فسفاته
جزییات روش شناسایی پوششهای فسفاته تبادلی در پیوست "ج" توصیف شده است.
6.4) ضخامت پوشش
جرم پوشش نسبت به ضخامت بر طبقISO-3892 اندازه گیری میشود و باید پس از فسفاته کردن شستشو و خشک کردن و قبل از عملیات حرارتی و سیل کاری تعیین گردد.( 5.4 را ببینید)
برای اهداف تضمین کیفی وسایلی که به صورت مستقیم جرم پوشش بر واحد سطح را اندازه گیری میکنند مورد استفاده قرار میگیرد . این در حالی است که این وسایل باید بر طبق پوششهای استانداردی که دارای جرم واحد سطح مشخص هستند کالیبره شوند . در مورد پوششهای ضخیم ، مقدار پوشش فسفاته بعضی وماقع به صورت ضخامت پوشش به ویژه برای اهداف کنترل کیفی بیان میشود استفاده از این جایگزین (و انتخاب روش آزمون مرتبط) باید با توافق خریدار انجام گیرد (4.1.ه را ببینید)
اگر نیاز باشد دیگر خواص پوشش مانند نمایه ی سطح و اندازه کریستال شاید ذکر شود.( 4.2.د را ببینید)
اگر فرایند های ویژه ای مورد استفاده قرار گیرد، تغییرات ابعادی برآمده از فرایند فسفاته، حداکثر افزایش 8میکرومتر بر سطح میشود، که به مشخصات فرایند انتخاب شده و به محدودیتهای ذاتی فرایند های کاربری تولید تجهیزات وابسته است.
انحراف از شرایط مشخص کاری در محلول فسفاته میتواند منجر به حملات بیش از حد به قطعه به همراه کاهش ابعادی محتمل و ایجاد پوشش نا منطبق با پوشش مورد نظر شود.
ابعاد قطعه نهایی باید ابعاد قطعه پس از عملیات فسفاته و قبل از هرگونه کاربرد و پوشش مکمل باشد. زمانیکه فسفاته به منظور ایجاد خواص ضد سایش برای سطوح سایشی استفاده میشود، پوشش در طول دوره ی عملیات کاربردی تثبیت میشود و در نتیجه هیچ ماشینکاری منحصربفردی معمولا برای فسفاته در نظر گرفته نمیشود.
6.5) عملیات حرارتی تنش زدایی قبل از تمیزکاری و فسفاته
قطعات فولادی که تنش حد کششی برابر یا بزرگتر از 1000 مگا پاسکال دارند و شامل تنش کششی که علت آن، ماشینکاری،آسیاب کردن(سایش) ، سخت کاری یا عملیات فرم دهی سرد است، باید قبل از مراحل تمیزکاری و فسفاته کاری، به منظور تنش زدایی عملیات حرارتی شوند.
روش ها و طبقه بندی های عملیات حرارتی تنش زدایی باید مطابقISO-9587 باشند، مگر اینکه به طرق دیگر توسط خریدار مشخص شوند.
وقتی که یک عملیات حرارتی برای تنش زدایی قبل از فسفاته کاری مشخص میشود ،باید زمان و دمای فرایند عملیات حرارتی در نماد پوشش، همانگونه که در 5.3نشان داده شده است، گنجانده شود
فولاد همراه با اکسید یا زنگ ، باید قبل از عملیات پوشش دهی تمیز شوند. برای فولادهای فوق مستحکم (مساوی یا بزرگتر از 1000 مگا پاسکال )، عملیات تمیزکاری مکانیکی نسبت به عملیات پاک کننده های غیر الکترولیتی و آندی قلیایی ، مطلوب است چون از خطر تردی هیدروژنی در مرحله ی تمیزکاری اجتناب میشود.
6.6) عملیات حرارتی آزادسازی هیدروژن تردی پس از فسفاته کاری
قطعات فولادی که تنش حد کششی برابر یا بزرگتر از 1000 مگا پاسکال دارند مثل قطعاتی با سختسازی سطحی ، باید طبق روشها و طبقه بندیISO-9588عملیات حرارتی هیدروژن تردی زدایی شوند، مگر به طرق دیگر توسط خریدار مشخص شوند.
هر عملیات حرارتی برای آزاد سازی هیدروژن تردی باید قبل از عملیات پوشش دهی مکمل انجام شود.
وقتی یک عملیات حرارتی برای آزادسازی هیدروژن تردی پس از فسفاته کاری مشخص میگردد ، ،باید زمان و دمای فرایند عملیات حرارتی در نماد پوشش ، همانگونه که در 5.3 نشان داده شده است، گنجانده شود
اثرگذاری عملیات حرارتی آزادسازی هیدروژن تردی توسط روشهای آزمون توضیح داده شده درISO-10587[4] وISO-15724 اندازه گیری میشود. مگر به طرق دیگر توسط خریدار مشخص شوند.
عملیات حرارتی تردی در دماهای بالاتر ممکن است باعث تغییرات رنگ و آب زدایی پوشش فسفاته شود که برایند آن پایین آوردن مقاومت به خوردگی است.
6.7) عملیاتهایی برای پوشش دهی مکمل
در جاییکه قطعات نیازمند به لایه های مکملی از جلادهنده ، لاک ، سیستمهای پوشش دهی آلی هستند و در نتیجه ایجاد فاصله زمانی بین فسفاته کاری و اولین مرحله ی عملیات برای پوشش دهی مکمل اجتناب ناپذیر است، قطعه فسفاته شونده باید تحت شرایطی قرار گیرد که از آلودگی یا چگالش رطوبت روی سطح اجتناب به عمل آید.
بلافاصله پس از شستشو، خشک کردن و عملیات حرارتی آزادسازی تردی هیدروژنی، پوشش فسفاته با استفاده از پوشش دهی مکمل، سیل میشود (جدول و-1را ببینید) . نوع پوشش دهی مورد نیاز (مانند روغن ، گریس ، پوششهای آلی و غیره ) و جلا دهی ، لاک یا پوششهای آلی ، جرم یا ضخامت پوشش باید مورد تایید خریدار قرار بگیرد.( 4-1.ه و 4-1.ط را ببیند)
وقتی پوشش رنگدانه های آلی به صورت ضخیم روی دسته ی 1 و دسته 2 پوششهای فسفاته اعمال شوند، ممکن است نفوذ کامل انجام نگیرد و منجر به کاهش چسبندگی به ویژه در شرایط پویا شود.
زمانیکه فیلم فسفاته با پوششهای مکمل پوشانده میشود باید در نظر داشت که از پوششهای آلی جلادهنده با ویسکوزیته پایین و نفوذپذیر سازگار با پوششهای آلی ، پس از پوشش فسفاته استفاده شود
6.8) چسبندگی پوششهای تبادلی فسفاته
هنگامیکه عملکرد پوشش تبادلی فسفاته در زمینه ی مقاومت به خوردگی باشد ، فرایند های فرعی نیز مورد نیاز است. راهنمایی لازم برای اطمینان از چسبندگی خوب پوششهای آلی ، جلادهنده ها و پوشش های مرتبط بر روی پوششهای تبادلی فسفاته، و بهبود مقاومت به خوردگی فلز پایه ، در پیوست الف داده شده است . اگر قطعات فسفاته شده تحت فرایند پوششهای آلی ، جلادهنده ها و پوششهای مشابه قرار گیرند در ابتدا باید در آب تمیز و سپس در آب دیونیزه(یون زدایی شده) شستشو شده باشند، به طوری که از عدم وجود ناخالصیهای محلول در آب از مرحله ی قبل فرایند و غیره که موجب تاول زدن پوشش نهایی اعمال شده شود، اطمینان یابد. همچنین عدم وجود آلودگیهای دیگر مانند جای دست ، به منظور دستیابی به پوشش مناسب آلی مهم است .
6.9) آزمون ارزیابی کیفی پوششهای تبادلی فسفاته
برای ارزیابی کاربری پوشش تولید شده در فرایند مرطوب پیوسته در شرایط محیطی سخت، آزمون قطره نمک، (پیوست د و منبع [1] در منابع را ببینید) به جز موارد استثناء که توسط خریدار مشخص شده است باید انجام گیرد. برای ارزیابی، و به منظور فراهم آوردن تجهیزات مناسب برای کنترل پیوستگی و کیفیت پوشش ایجاد شده به وسیله ی فرایند فیلم مرطوب از روش آزمون پاشش نمک خنثی (مه) (ضمیمه ه و منابع [2] و[7] در مراجع را ببینید)به جز موارد استثناء شده توسط خریدار، استفاده کنید .
در تمام موارد حداقل زمان آزمون، قبل از ظهور اولین نشانه های محصولات خوردگی قطعه پایه ، نوع ارزیابی و روش حذف پوشش مکمل قبل از آزمایش قطعات نمونه مورد نیاز است و باید توسط خریدار مشخص شود.( 4.1.ی را ببینید)
بسته به ترکیب مورد استفاده در پوشش مکمل قبل از ظهور اولین نشانه های خوردگی ، زمان مصرفی کنده شدن پوشش میتواند در نظر گرفته شود .
آزمونهای پاشش قطره نمک و پاشش نمک خنثی (مه) ابزارهایی جهت کنترل پیوستگی و کیفیت پوشش فراهم میکنند و جز آزمونهای خوردگی فلزات نیستند.
مدت زمان و نتیجهی این آزمونها شاید ارتباط کوچکی به عمر مفید قطعه پوشش شده در بر داشته باشد و بنابراین نتایج بدست آمده نباید به عنوان نشانهی مستقیمی از مقاومت پوشش در اتمسفر سخت، در تمام محیطهایی که ممکن است این پوشش مورد استفاده قرار گیرد در نظر گرفته شود.
به علاوه عملکرد مواد مختلف در آزمون نباید به عنوان نشانهای مستقیم از مقاومت نسبی در محیطهای شدیدا خورنده این مواد در سرویس دهی در نظر گرفته شود.
$17) نمونه برداری
روش نمونه برداری باید از روشهای مشخص شده درISO-2859 یاISO-4519 به جز مواردی که به وسیله ی خریدار مشخص شده باشند انتخاب گردد (4.1.ک را ببینید)
خریدار باید درجه ی پذیرش را مشخص کند.
پیوست الف
(آموزشی)
روشهای اجرا، مشخصات و اهمیت پوششهای تبادلی فسفاته
الف-1- کلیات
پوششهای تبادلی فسفاته به وسیلهی عملیات با محلولهایی ایجاد میشوند که جزء اصلی آنها مقدار مناسبی از دیهیدروژن اورتوفسفاتها[2] است. تمام پوششهای تبادلی فسفاته کم و بیش متخلخل هستند ولی میتوان آنها را با عملیات مناسب سیل کاری تکمیلی، به طور قابل توجهی آببندی کرد.
الف-2- روشهای کاربرد
فسفاتهکاری معمولاً به وسیلهی غوطهوری قطعه در یک حمام پوششدهی و هم زدن محلول در صورت نیاز ، یا از طریق خطوط پیوسته حجیم یا پاشش محلول پوشش، انجام میشود. عملیات نورد ممکن است برای ورق فولادی گالوانیزه و یا غیر گالوانیزه انجام گردد.
در مورد برخی از فولادهای کم آلیاژ مانند فولاد کروم- مولیبدن-وانادیم و مس-سیلیسیم-مولیبدن-وانادیم بهترین پوششهای فسفاته به وسیلههای محلولهای همراه با شتاب دهنده[3] به دست میآیند. در گذشته برای به دست آوردن پوششهای فسفاتهی قابل قبول بر روی برخی از انواع این فولادها مخصوصاً در حالت آهنگری شده مشکلات مهمی وجود داشت؛ و احتمالاً ضروری است که یک روش جایگزین برای محافظت آنها پیدا کرد.
غلظت اسید آزاد در محلولهای فسفاته میتواند به طور محسوسی بر کیفیت پوشش فسفاتهی فولادهای آلیاژی تاثیر بگذارد؛ مانند انواع فولادهای نیکل-کروم-مولیبدن و ماریجینگ[4] (نیکل-کبالت-مولیبدن-تیتانیم). انتظار میرود که نسبت درجه اسید آزاد حداقل 6 به 1 حفظ شود تا پوششهای قابل قبولی به دست آید و از حملات ناخواسته و یا حفره دار شدن فولاد در حین عملیات فسفاته جلوگیری شود. سطح اسید آزاد در محلول فرآیند که در دمای ثابت کاری و در حالتی که از آن استفاده نمیشود، تمایل به افزایش دارد. میتوان این مورد را با قرار دادن خردههای فولاد تمیز، پشم استیل و یا پودر آهن ریزدانه کاهش داد. افزودن پودر آهن به محلول فسفاته میتواند منجر به یک واکنش شدید شود. بهتر است پودر آهن در مقادیر کم اضافه گردد و قبل از افزودن پودر آهن بیشتر، اجازه کاهش سرعت واکنش داده شود.
قطعات فسفاته شده سپس با آب شسته میشوند، خشک میگردند و بر اساس کاربرد مورد نظر، تحت عملیات مکمل مناسب قرار میگیرند.
لجن به عنوان یک محصول جانبی عادی در واکنش فسفاته کاری تشکیل میشود. این لجن معمولاً در فرآیند مانعی ایجاد نمیکند ولی هم زدن حمام نباید به گونهای باشد که لجن بر روی قطعه ته نشین شود. فیلتر کردن محلول حمام از ته نشین شدن لجن بر روی قطعات جلوگیری میکند.
الف-3- مشخصات انواع مختلف پوششهای تبادلی فسفاته
ظاهر، بلورینگی، رنگ و یکنواختی معمول انواع اصلی پوششهای تبادلی فسفاته در بزرگنمایی 6برابر در جدول الف-1 آمده است.
جدول الف .1-مشخصات پوششهای تبادلی فسفاته
|
وزن پوشش بر واحد سطح g/m2
|
ظاهر معمول پوشش
|
نماد پوشش
|
نوع پوشش ایجاد شده
|
جزء اصلی حمام فسفاته
|
|
Cd
|
Zn
|
Al
|
Fe
|
|
1 تا 20
|
3/0 تا 10
|
1 تا 30
|
خاکستری روشن تا خاکستری تیره
|
Znph
|
فسفات روی
|
Zn(H2PO4)2
|
|
-
|
1 تا 10
|
-
|
1 تا 30
|
خاکستری روشن تا خاکستری تیره
|
ZnCaph
|
فسفات روی-کلسیم
|
Zn(H2PO4)2 Ca(H2PO4)2
|
|
-
|
-
|
-
|
1 تا 30
|
خاکستری تیره تا سیاه
|
Mnph
|
فسفات منگنز
|
Mn(H2PO4)2
|
|
-
|
2/0 تا 2
|
>5/0
|
2/0 تا 5/1
|
پوششهای آمورف از 1/0 تا 1 g/m2: رنگین کمانی مانند مایل به زرد تا آبی خاکستری
پوششهای حدود 1 g/m2 :
خاکستری
|
Feph
|
فسفات فلز تحت عملیات (بعلاوه اکسیدهای آهن در صورت استفاده از مواد آهنی)
|
Me(l)(H2PO4)2a
|
|
aMe(l) نشان دهنده کاتیون یک فلز قلیایی و یا (NH4)+ است.
|
الف-4- اهمیت و چسبندگی پوششهای تبادلی فسفاته
الف-4-1- شکل دهی سرد
پوششهای تبادلی فسفات روی برای کمک به شکل دهی سرد ترجیح داده میشوند. راهنمای جرم به ازای واحد سطح این پوشش برای انواع کاربردها در جدول الف.2 آمده است.
پوششهای فسفات روی باید پس از آبکشی، توسط عمل آوری با یک محلول قلیایی ضعیف خنثی شوند.
میتوان روانکاری صابونی را به وسیله غوطهوری در یک محلول مناسب صابون (کشش لوله، فرم دهی سر(heading) سرد و اکستروژن سرد، کشش عمیق) و یا پودر صابون خشک (کشش سیم) انجام داد.در روش غوطهوری، صابون با لایهی فسفات روی واکنش میدهد و استئارات روی بر سطح پوشش فسفات روی ظاهر میشود. پیش از روانکاری با صابون خشک، میتوان سیمها را در یک محلول قوی بوراکس یا آهک فرو برد تا به عنوان یک حامل برای روانساز عمل کند.
جدول الف-2- وزن پوشش تبادلی فسفات روی به ازای واحد سطح برای کمک به شکل دهی سرد
|
کاربرد
|
وزن به ازای واحد سطح پوششg/m2
|
|
کشش مفتول فولادی
|
5 تا 15
|
|
کشش لولههای فولادی جوشکاری شده
|
3 تا 10
|
|
کشش لولههای دقیق فولادی
|
4 تا 10
|
|
هدینگ سرد و اکستروژن سرد
|
5 تا 20
|
|
کشش عمیق بدون کاهش ضخامت جداره
|
2 تا 5
|
|
کشش عمیق با کاهش ضخامت جداره
|
5 تا 15
|
الف-4-2- عمل سایش
پوششهای فسفات منگنز معمولاً برای تسهیل عمل سایش ترجیح داده میشوند.در جدول الف.3 وزن پوشش پیشنهادی به ازای واحد سطح برای کاربردهای مختلف آمده است.
همچنین بهتر است که عوامل زیر در نظر گرفته شود:
آ) اگرچه پوششهای فسفات منگنز به طور کلی ترجیح دارند، پوششهای دیگر مانند فسفات روی نیز مناسب هستند؛ به خصوص در سطوح کم پوشش. نوع پوشش انتخاب شده وابسته به تنشهای وارد بر پوشش ناشی از کاربرد نهایی مورد نظر، است.
ب) سطح پوشش مورد استفاده، به تغییرات ابعادی اجزای پوشش داده شده در قطعهی سرهم شده وابسته است.
این قبیل پوششها معمولاً در محل اتصال قطعات با یکدیگر همراه با یک روانساز مناسب استفاده میشوند.
جدول الف-3- وزن پوشش تبادلی فسفات منگنز به ازای واحد سطح برای کمک به عمل سایش
|
کاربرد
|
وزن پوشش به ازای واحد سطحg/m2
|
توضیح
|
|
قطعات با فواصل کوچک، مانند پیستونهای کمپرسور یخچال
|
3 تا 5
|
پوشش تمام فسفات منگنز (حمام فاقد آهن)
|
|
قطعات با فواصل زیاد، مانند چرخ دندهها، کران ویلها و دنده پینیون و دیفرانسیل.
|
5 تا 20
|
پوشش فسفات منگنز آهن (حمام حاوی آهن)
|
الف-4-3- چسبندگی پوششهای تبادلی فسفاته به منظور بهبود مقاومت به خوردگی
جدول الف.4 به بررسی اهمیت وزن پوشش به ازای واحد سطح پوششهای تبادلی فسفاته، جهت تامین چسبندگی خوب برای سیستمهای پوشش آلی، جلادهندهها و پوششهای مربوط به بهبود مقاومت به خوردگی میپردازد.
جدول الف -4- چسبندگی پوششهای تبادلی فسفاته جهت بهبود مقاومت خوردگی
|
موارد استفاده و کاربردها
|
پوششهای تکمیلی
|
پوشش فسفاته
|
فلز پایه
|
|
وزن پوشش به ازای واحد سطحg/m2
|
عملیات ترجیحی
|
|
محافظت خوردگی در حمل و نقل و انبار طولانی مدت.
|
روغنهای محافظ یا واکس، به مقدار لازم، پس از رنگ کردن پوشش
|
>5 ولی بهتر است که <10 باشد
|
ZnphMnph
Feph
|
مواد آهنی
|
|
محافظت طولانی مدت در محیط خشک (بدون چگالش). محافظت در هوای آزاد همراه پوشش رویی.
|
>5
|
ZnCaph
|
|
بدنهی وسایل نقلیه، یخچال و اتاقک ماشین ظرفشویی.
|
پوششهای آلی، جلادهندهها و پوششهای وابسته
|
1 تا 10
|
ZnphZnCaph
|
مواد آهنی، روی آلومینیوم، کادمیم
|
|
بدنهی وسایل نقلیه، صفحات و ورقهایی که پس پوشش دهی آلی شکل داده میشوند، و به خصوص در جایی که بعد از یک پس عملیات آلی، خم کردن انجام میشود.
|
5/1 تا 5/4
|
Znph
|
روی
|
|
محافظت موقت در یک محیط خشک (بدون چگالش). انبار کوتاه مدت داخل کارگاه برای قطعات ماشین (<24ساعت).
|
هیچ
|
2/0 تا 5/1
5/1 تا 5/4
|
Feph
Znph
|
مواد آهنی
|
پیوست ب
(آموزشی)
تعیین آلودگی آب شستشو
ب.1. آزمونهای ضروری برای محلولهای فرآیند
ب.1.1 محلولهای مورد نیاز
آ) سدیم هیدروکسید: %4/0(جرمی) محلول سدیم هیدروکسید
ب) شناساگر فنل فتالئین: 5/0 گرم فنل فتالئین را درml50 اتانول حل کرده و با آب مقطر تاml 100 رقیق کنید.
ب.2.1. روش کار
محتویات حمام شستشو را هم زده، حدودml 100 از محلول را برداشته و تا دمای اتاق خنک کنید. از محلول خنک شدهml 50 را برداشته و داخل یک ارلنml 300 و یا ظرف شیشهای مناسب دیگری بریزید. سپس چند قطره از شناساگر فنل فتالئین به آن افزوده و با محلول %4/0 (جرمی) سدیم هیدروکسید تیتراسیون را انجام دهید تا یک رنگ ثابت بنفش کمرنگ ظاهر شود.حجم محلول تیتراسیون مصرفی نباید ازml 75/0 تجاوز کند.
ب.2. آزمون کلرید در آب شستشو
ب.1.2. این آزمون برای تعیین زمان رسیدن غلظت کلرید به بیش ازg/l 5/0 در آب شستشو طراحی شده است. میتوان از آزمونهای جایگزین نیز استفاده کرد؛ به شرط آن که کارآیی و تکرارپذیری آنها اثبات شود.
ب.2.2. محلولهای مورد نیاز
آ) سدیم کلرید استاندارد: محلول حاویg/l 5/0 یون کلرید. میزانg 825/0 سدیم کلرید را در آب مقطر حل کرده و تا 1 لیتر رقیق نمایید.
ب) محلول اسیدی نیترات نقره: %1 (جرمی) نیترات نقره در اسید نیتریک %20 (حجمی). مقدار 10 گرم نیترات نقره را در حجم کمی از آب مقطر حل کرده وml 200 اسید نیتریک (g/cm342/1) به آن افزوده و تا 1 لیتر رقیق نمایید.
ب.3.2. وسایل مورد نیاز
آ) دو عدد لولهیml 100
ب) یک عدد استوانه مدرجml 5
ج) دو عدد میلهی شیشهای با حدودmm 200 طول وmm 5 قطر برای هم زدن.
ب.4.2. روش کار
آ) دو لولهیml 100 را به ترتیبS وT نامگذاری کرده و علامت بزنید.
ب) به لولهیS،ml 5 از محلول استاندارد سدیم کلرید افزوده و تاml 100 با آب رقیق کنید.
ج) به لولهیT،ml 5 از آب شستشو افزوده و تاml 100 رقیق نمایید.
در صورتی که آب شستشو حاوی مواد معلق باشد، باید پیش از انجام آزمون توسط کاغذ واتمن شماره 1[5](و یا مشابه) فیلتر شود.
د) به هر لوله،ml 5 از محلول نیترات نقره اضافه کنید. محتوای هر دو لوله را با میلههای شیشهای هم زده و به مدت 1 دقیقه آنها را کنار گذارید.
ﮬ) شفافیت دو محلول را با هم مقایسه کنید. در صورتی که محلول لولهیTکدرتر از محلول لولهیS است، در این صورت آب شستشو بیش ازg/l 5/0 یون کلرید دارد.
پیوست ج
(آموزشی)
شناسایی پوشش تبادلی فسفاته
ج.1. کلیات
این پیوست به شرح روشهایی برای شناسایی پوششهای تبادلی فسفاته میپردازد. این روشها برای پوششهای حاوی فسفر، آهن، منگنز، روی و کادمیم کاربرد دارند؛ ولی در صورتی که آهن و روی در فلز پایه حضور داشته باشند، برای تشخیص آن دو مناسب نیستند.
ج.2. روش 1
ج.1.2. قاعدهی کلی
حذف پوشش تبادلی فسفاته از یک قطعه آزمون توسط محلول سدیم هیدروکسید انجام میگیرد. تشخیص عناصر حاضر در محلول توسط هر تکنیک مناسب آنالیز، مانند طیف سنجی جذب اتمی انجام میشود.
ج.2.2. معرفها
از محلول سدیم هیدروکسید 50 گرم بر لیتراستفاده کنید.
در طول آنالیز، فقط از معرفهای دسته آزمایشگاهی شناخته شده و آب مقطر و یا آبی با خلوص معادل استفاده نمایید.
ج.3.2. وسایل مورد نیاز
از وسایل معمول آزمایشگاهی استفاده کرده و دستگاههای مجهز را برای تشخیص فسفر، منگنز، روی وکلسیم به کار ببرید، مانند طیف سنج جذب اتمی برای فلزات.
ج.4.2. قطعهی آزمون
از یک قطعهی آزمون با سطح کل پوشش داده شده معادل تقریباًcm2 100 استفاده نمایید.
ج.5.2. روش کار
قطعهی آزمون (ج.4.2) را درml 100 از محلول سدیم هیدروکسید (ج.2.2) فرو ببرید و دما را بین°C 90-80 نگه دارید تا پوشش از بین برود یا حداقل دستخوش حملهی آشکاری شود. در صورت نیاز، پوشش را با سایش به وسیلهی یک کفگیرک لاستیکی از بین ببرید. با استفاده از دستگاه آنالیز مناسب (ج.3.2)، هر یک از عناصر فسفر، منگنز، روی و کلسیم حاضر در محلول آزمون را آشکار کنید.
ج.3. روش 2
به عنوان روشی جایگزین برای روش 1 (ج.2) میتوان از یک میکروسکوپ الکترونی مجهز به طیف سنج متفرق کننده انرژی (EDS) برای تشخیص عناصر فلزی در پوشش بهره برد.
ج.4. تفسیر نتایج
بر اساس گزارش عناصر تشخیص داده شده، نوع پوشش را طبق جدول ج.1 تعیین کنید.
جدول ج .1- شناسایی انواع پوشش تبادلی فسفاته
|
عناصر تشخیص داده شده
|
نوع پوشش
|
|
فسفر
|
فسفاته
|
|
منگنز
|
Mnph
|
|
روی (بدون کلسیم)
|
Znph
|
|
روی و کلسیم
|
ZnCaph
|
برای مواد پایه آهنی، غیاب منگنز یا روی در پوششهای تبادلی نشان میدهد که تقریباً تمام پوشش از آهن(II) فسفات (Feph) تشکیل شده است.
توضیح: وجود یک پوشش رضایت بخش میتواند از طریق نکات زیر نتیجه شود
آ) سایش سطح عملیات شده به وسیلهی پشم استیل نازک؛ فولاد عملیات نشده سطح براق و جلاداری از خود نشان میدهد.
ب) خراشیدن سطح با یک چاقوی کُند؛ سطح پوشش داده شده به صورت خط سفیدی در میآید.
ج) خراشیدن ناحیهی کوچکی توسط یک چاقوی تیز؛ سطح پوشش داده شده پودر خاکستری روشنی را به جا میگذارد.
ممکن است روشهای آزمون ب و پ وجود پوشش نوعIII و یاIV را به طور مشخصی نشان ندهند (4.5را ببینید).
پیوست د
(آموزشی)
آزمون قطره نمک
د-1) روش آزمون:
د-1-1) برای کاربردهای مناسب در محیطهای شدید و فیلم بدست آمده از روش پیوسته مرطوب، باید در آزمون قطره نمک قرار گیرد ، مگر اینکه به وسیله ی خریدار استثناء شده باشد (4-1-ک را ببینید)
زمانیکه انجام آزمون روی قطعه واقعی امکان پذیر نباشد ، صفحات ویژه ی آزمون میتواند مورد استفاده قرار گیرد . اگر نمونه های ویژه به منظور نمایش پوشش قطعات واقعی به کار رود، نمونه باید دارای همان طبیعت، همان شرایط سطح، همان ترکیب و همان شرایط متالوژیکی باشد که قطعه واقعی داراست و باید در همان فرایند تولید قطعه واقعی قرار گیرد.
د-1-2) صفحات آزمون باید دارای اندازهی100mm x 150mm باشند (شکل د-1را ببینید) دو سوراخ با قطر 5mm و به فاصله ی6mm از هر طرف باید در گوشه های قطعه در دو انتهای ضلع100mm که بتوان از آن قسمتها قطعه را به صورت عمودی در طول آزمون قرار دارد . تمام لبه های برش شده و در گوشه ها باید که گرد و صاف شود.
شکل د-1 – صفحه آزمون
د-2) محلول آزمون
معرفهای مورد استفاده باید با کیفیت آزمایشگاهی باشند و از آب دیونیزه یا با خلوص هم ارز باید استفاده شود . ترکیب محلول به شرح زیر است:
سدیم کلریدNaCl : 26.5 گرم
منیزیم کلریدMgCl2 : 2.4 گرم
منیزیم سولفاتMgSO4 : 3.3 گرم
پتاسیم کلریدKCl : 0.73 گرم
سدیم هیدروژن کربناتNaHCO3 : 0.20 گرم
سدیم برمیدNaBr : 0.28 گرم
کلسیم کلریدCaCl2 (در آخر اضافه میشود): 1.1 گرم
آب دیونیزه یا آب هم ارز برای رساندن به حجم1000ml
حجم محلول باید بین 1 تا 1.5 لیتر درهر 24 ساعت باشد.
د-3) رویه آزمون
د-3-1) قطعات یا صفحات (شکل د-1را ببینید) باید به صورت عمودی بوسیله ی قلاب و یا از جنسی که مورد خوردگی قرار نگیرد و با عبور آن از داخل سوراخهای موجود در دو گوشه در بالای ظروفی که با مقدار جزیی آب پر شده باشد و کل مجموعه در یک ظرف غیرفلزی قرار گرفته است ، آویزان شده باشند . فاصله ی بین لبه ی پایینی قطعه و سطح آب داخل ظرف باید بین 50 تا 75 میلیمتر باشد و قطعات یا صفحات باید به صورت پشت سر هم قرار گیرند . آنها باید در یک فاصله ی مطلوب (کمتر از25 mm ) از یکدیگر باشند تا زمانیکه حرکت میکنند بهم برخورد نکنند و قطعه ای مصنوعی باید در انتهای هر ردیف قرار گیرد.
د-3-2) 5 روز متوالی در یک هفته و روزانه یکبار، تمام قطعات و صفحات شامل صفحات مصنوعی باید برای مدتی کوتاه از موضع خود خارج شده و به صورت منفرد در هر دو طرف به وسیله ی محلول نمک و به وسیله ی اتم ساز(atomizer) دستی پاشش شوند. هدف باید پوشاندن سطح قطعه با قطرات جداگانه به وسیله ی پاشش با نازل در فاصله ی مشخص (150-300mm ) از نمونه با پاشش در جهات مختلف باشد. پاشش کردن نباید آنقدر سنگین باشد که قطرات بهم آمیخته شوند، برای جلوگیری از این مورد قطعات باید در موقعیت خود، زمانیکه سطح از مرحله ی قبلی پاشش هنوز خیس است تا از تجمع تمام پاشش در یک محل خودداری شود، ثابت شوند.
ضروری است که صفحات یا قطعات به وسیله ی قطرات پوشیده شده باشند. بلافاصله پس از پاشش کردن قطعات یا صفحات باید به محل قبل خود در مخزن منتقل شوند و کل مجموعه باید به وسیله ی پوشش غیرفلزی یا مواد مناسب دیگر پوشانده شود که از خشک شدن قطرات جلوگیری شود. هر پوششی باید از داخل به منظور جلوگیری از آلودگی قطعات محافظت شود .پاشش ممکن است به وسیله ی رنگ ناصاف جذب شود اگر چنین باشد بررسی اینکه توزیع قطرات خوب بدست آمده است، غیر ممکن میشود . ضروریات پاشش کردن درISO-4536 نشان داده شده است . برای غلبه بر این مشکل ابتدا قطعات مصنوعی (که روی آن قطرات قابل مشاهده است) به صورتیکه قطرات استاندارد تولید شود، مورد پاشش قرار میگیرند و سپس قطعات آزمون همان روش، مورد پاشش قرار میگیرند. فولاد شیشه پوش شده با متیل کاری خوب برای این کار مناسب است.
د-3-3- شدت پاشش باید به وسیله ی وزن کردن میزان نشست محلول در دو طرف صفحه ی فولادی چربیگیری شده با ابعاد150mm x 100mm بررسی شود. جرم آن باید بین 0.5 تا 1 کیلوگرم باشد . دمای آزمون باید بین 5 تا 20 درجه سانتی گراد باشد . و کل مجموعه باید از منابع خارجی گرمایی محافظت شود تا تغییرات دمایی مقطعی به وجود نیاید . محلول پاشش باید آب دریا به صورت مصنوعی باشد که طبق بند د-2 آماده شده است.
د-3-4- هر نازل اتم ساز که قادر به تولید قطرات ظریف باشد (مه نباشد) ممکن است در این آزمون مورد استفاده قرار گیرد.
د-3-5- باید دو خراش به طول50mm به صورت موازی و به فاصله ی50mm از همدیگر (شکل د-1را ببینید) بدون در نظر گرفتن اندازه و شکل قطعه ایجاد شود، که در هر مورد ترتیب موازی آن مجاز است. در تمام موارد خراش باید در فیلم رنگ نفوذ کرده و به سطح قطعه برسد. قطعه باید به صورتی مورد آزمون قرار گیرد که خطها عمودی قرار بگیرند.
بنابراین تمایل به تجمع رسوب در لبه های خراش به وسیله ی جاذبه از بین میرود. هیچ آزمونی قبل از گذشت 24 ساعت از کامل شدن پوشش شروع نمیشود و اگر قطعات قبل از انجام آزمون خراش داده شده باشند باید 24 ساعت از زمان خراش تا شروع آزمون پاشش گذشته باشد.
د-4-کاهش جرم نمونه کتنرل شده
د-4-1- پس از پایان مدت زمان آزمون ، کاهش جرم قطعات کنترل شده پس از رسوب زدایی بدست می آید. متوسط وزن از دست رفته نباید از مقداری که در جدول داده شده است کمتر باشد.
جدول د-1- کاهش جرم نمونه کنترل شده
|
مدت آزمون
روز
|
میانگین کاهش جرم به ازای
صفحه 100mm x 150mm
گرم
|
|
5
|
1.0
|
|
7
|
1.4
|
|
14
|
2.4
|
|
21
|
3.3
|
|
28
|
4.1
|
د-4-2) قطعات یا صفحات باید به وسیله ی محلول کلارک که محتوی 20 گرم اکسید آنتیموان و 50 گرم کلرید قلع محلول در یک لیتر اسید کلریدریک (چگالی = 1.16گرم بر سانتی متر مکعب) ، جرم زدایی شوند. محلول باید سرد باشد و قطعات باید تا جرم زدایی کامل در آن در حال حرکت باشند. قطعات یا صفحات پس از آن در آب جاری شسته شده ، خشک و وزن میشوند. اختلاف بین جرم قطعه چربیگیری شده تمیز و جرم پس از جرم زدایی، داده ای است که باید ثبت شود.
باید از احیاء سریع کلرید آهن ایجاد شده بوسیله ی محلول جرمزدایی و مورد حمله قرار نگرفتن فولاد اطمینان حاصل کرد، لذا ضروری است که قطعات یا صفحات در محلول متحرک باشند.
د-5- ارزیابی
د-5-1- پس از پایان مدت زمان آزمون، قطعات یا صفحات باید در آب سرد شسته شده و با چشم بازرسی شوند و اجازه داده شود تا در دمای اتاق خشک شوند. بلافاصله پس از خشک شدن بازرسی نهایی باید انجام گیرد.
د-5-2- در صورتی که در مراحل آغازی به بروز خطایی شک وجود داشته باشد، باید به همان روش تکرار شود و اگر بازرسی دارای خطا بود، صفحات یا قطعات ممکن است از آزمون حذف شوند.
پیوستﮬ
( آموزشی)
محاسبه ی مقاومت به خوردگی پوشش فسفاته تبادلی
با آزمون پاشش نمک (مه)
ﮬ.1 )محاسبه ی مقاومت به خوردگی پوشش فسفاته تبادلی با آزمون پاشش نمک (مه) بدون عملیات مکمل یا پوشش آلی
در روشهای آزمون برای فراهم آوردن ابزارهای کنترل پیوستگی و کیفیت پوشش تبادلی فسفاته با یک فیلم مرطوب بدست آمده از فرایند پیوسته ، روش آزمون پاشش نمک (مه ) استفاده میشود. مگر توسط مشتری به طریق دیگری مشخص شود.( 4.1.ک را ببینید)
اجزاء فسفاته شده و یا ورقه های نمونه در محفظه ی آزمون قرار میگیرند ، تحت محیط مشخص که در بازه هایی در جدولﮬ.1 معین شده است و خارج میشوند برای ارزیابی
جدولﮬ.1 حداقل زمان داده شده برای باقیماندن بر حسب ساعت ، برای اجزاء پایه آهن فسفانه شده بدون هیچ عملیات مکمل قبل ازاینکه اولین آثار خوردگی هویدا شوند را میدهد.
جدولﮬ.1 – حداقل زمان مصرفی بر حسب ساعت ، قبل از اینکه رسوبات قرمز رنگ روی اجزائ پایه آهن فسفاته شده بدون عملیات جانبی هویدا شوند.
|
نوع پوشش فسفاته
|
پوشش فسفاته روی
|
پوشش فسفاته منگنز
|
پوشش فسفاته آهن(II)
|
|
کد طبقه بندی
|
ZnpH
|
MnpH
|
FepH
|
|
جرم پوشش تقسیم بر واحد سطح بر حسب گرم بر متر مربع
|
<10
|
<15
|
<15
|
|
کمترین زمان مصرفی
|
3
|
1.5
|
1.5
|
ﮬ.2)محاسبه ی مقاومت به خوردگی پوشش فسفاته تبادلی که تحت عملیات جانبی با روغنهای جلوگیری کننده از خوردگی ، باآزمون پاشش نمک خنثی (مه)
ﮬ.2.1) اصول
قطعات آزمون فسفاته با یک پوشش مناسب ضد خوردگی در یک شرایط مشخص پوشیده میشوند و این قطعات در آژمون پاشش نمک خنثی (مه) مورد استفاده قرار میگیرند(6.9 را ببینید)
آزمون ممکن است برای ارزیابی سیستم ضد خوردگی مشخص یا برای مقایسه ی یک محدوده از پوششهای تبادلی فسفاته ی در تماس با روغنهای محافظ خوردگی، مورد استفاده قرار گیرد.
ﮬ.2.2) عملیات مکمل
ﮬ.2.2.1) عملیات مشخص
قطعه یا صفحه آزمون را در محلول محافظ خوردگی تحت شرایط آزمایش با دقت فرو برده و از اینکه فیلم مایع نیمه جامد یا واکسی که روی سطح فسفاته شده از هرگونه حباب هوا و ناپیوستگی عاری باشد، اطمینان حاصل کنید.
قبل از آزمون قطعات آزمون را برای حداقل 24 ساعت در دمای23±5 درجه ی سانتی گراد ، و رطوبت نسبی کمتر از 65% در اتمسفر بدون گرد و غبار قرار دهید و به آن اجازه دهید تا روغن اضافی به صورت قطره و حلالها به صورت بخار از آن جدا شوند.
ﮬ.2.2.2) آرمون مقایسه ای
قطعات آزمون فسفاته شده را (قبلا در دمای بین 100-120 درجه سانتی گراد خشک شده و تا دمای اتاق سرد شده است) با استفاده از قلابهای پلاستیکی مناسب یا قلاب فولادی با روکش پلاستیک به صورت عمودی در روغن انتخاب شده به مدت یک دقیقه در دمای25±2 درجه ی سانتی گراد فرو برید ، در طول این مدت صفحات آزمون را به آرامی جلو و عقب ببرید و سپس آنها را بیرون بیاورد و به مدت 30 ثانیه در بالای آن نگاه دارید . فیلم روغن تشکیل شده روی سطح فسفاته باید از هرگونه حباب هوا و ناپیوستگی عاری باشد.
قبل از تست قطعات آزمون را برا ی حداقل 24 ساعت در دمای23±5 ، و رطوبت نسبی کمتر از 65% در اتمسفر بدون گرد و غبار قرار دهید.
ﮬ.2.3) روشها
قطعات روغن پوشیده شده یا صفحات آزمون را (ﮬ.2.2 را ببینید) در آزمون پاشش نمک خنثی (مه) قرار دهید (6.9 را ببینید) این آزمون مدت زمان مورد نیاز برای ظهور اولین شواهد خوردگی فلز را تحت شرایط سیستم محافظ خوردگی ویژه مشخص میکند.
برای این هدف، قطعات آزمون را از محفظه ی آزمون بیرون آورده و آنها را برای بررسی شواهد خوردگی چشمی مورد بازرسی قرار دهید (در صورت نیاز از ابزارهای چشمی استفاده کنید).
در صورتیکه پس از عملیات فیلم (یا لایه)روغن روی سطح باشد قبل از بررسی چشمی اجزا یا صفحات آزمون برای مطابقت کامل باید پاک شود .( 4.2.د را ببینید)
برای یک پوشش ویژه فسفاته لایه برداری های مشخص در زمان قبل از اولین نشانه های خوردگی بسته به ترکیب پوشش مکمل ، و درجه پوشش دهی اتفاق میافتد، بنابراین در حداقل زمان مصرفی برای پوشش تبادلی فسفاته با پوشش مکمل باید همیشه به محصولات ویژه ای از خانواده روغنهای محافظ خوردگی، گیریسها و واکسها و دانستن درجه پوشش بر حسب گرم بر متر مربع بدست آمده از اختلاف جرم تعیین شده اشاره شود.
پیوست و
(آموزشی)
عملیات برای پوشش دهی مکمل
جدول و.1 عملیاتهایی که وقتی یک پوشش دهی مکمل استفاده میشود را نشان میدهد.
جدول و.1 – انواع پوشش دهی مکمل
|
علامت
|
نوع عملیات
|
|
T1
|
عملیات جلادهی یا پوشش دهی آلی
عملیات غیرآلی یا سیل کردن آلی، فرم دهی غیر فیلم
|
|
T2
|
عملیات سیل کردن غیرآلی یا آلی
|
|
T3
|
رنگ کردن
|
|
T4
|
عملیات روغن ، گریس یا باقی روانکارها
|
|
T5
|
عملیات واکس زدن
|
|
T6
|
عملیات صابون زدن
|
[1]Conditioning treatment
[2]Dihydrogen orthophosphates
[5]کاغذ واتمن شماره 1 مثالی از یک محصول تجاری مناسب در دسترس است. این اطلاعات برای راحتی استفاده کنندگاناین متن آورده شده است و تاییدی از سوی ISO را در بر نمیگیرد.
